專利名稱：一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，它適用于可靠性評(píng)估和可靠性驗(yàn)證以及質(zhì)量控制等問(wèn)題，屬于可靠性與系統(tǒng)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
可靠性驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、航空航天等領(lǐng)域，它是為驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性是否達(dá)到規(guī)定要求而進(jìn)行的試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和工藝等方面存在的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，可以找到故障模式和發(fā)生故障的原因，并針對(duì)具體原因采取糾正措施，從而保證系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)。因此，可靠性驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)是可靠性工程的重要組成部分，也是提高系統(tǒng)可靠性的有效措施。
通常，通信系統(tǒng)由硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)共同組成，這里，硬件分系統(tǒng)指構(gòu)成通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)及其電子線路、電子元器件等物理設(shè)備；軟件分系統(tǒng)指管理通信系統(tǒng)中各獨(dú)立硬件使其協(xié)調(diào)工作，并提供具體功能的程序及相關(guān)技術(shù)文檔資料，主要包括硬件設(shè)備運(yùn)行所需要的系統(tǒng)軟件、各種應(yīng)用程序和用戶文件等。其中，硬件分系統(tǒng)的可靠性稱為硬件可靠性，軟件分系統(tǒng)的可靠性稱為軟件可靠性。現(xiàn)行針對(duì)通信系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)一般將整個(gè)通信系統(tǒng)作為一個(gè)整體進(jìn)行考核驗(yàn)證，需要的試驗(yàn)樣本量較大，試驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在工程上難以接受。另一方面，在通信系統(tǒng)的研制過(guò)程中，系統(tǒng)的硬件分系統(tǒng)或組成設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行了充分地驗(yàn)證考核試驗(yàn)，需要充分利用這些硬件試驗(yàn)信息，進(jìn)行系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)約試驗(yàn)樣本量和試驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省經(jīng)費(fèi)的目的。為此，本發(fā)明給出了一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容
(I)本發(fā)明的目的:針對(duì)硬件可靠性已經(jīng)得到充分考核的通信系統(tǒng)，利用硬件分系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)信息，突出考核通信系統(tǒng)的軟件可靠性，提供一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法。該發(fā)明通過(guò)給出一定條件下通信系統(tǒng)軟件可靠性的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案，結(jié)合硬件分系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與軟件分系統(tǒng)試驗(yàn)的無(wú)故障數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果與系統(tǒng)可靠性指標(biāo)比較，從而選取經(jīng)濟(jì)可行、符合工程實(shí)際的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案。(2)技術(shù)方案:通信系統(tǒng)由硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)共同組成，其中硬件分系統(tǒng)指構(gòu)成通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)及其電子線路、電子元器件等物理設(shè)備；軟件分系統(tǒng)指管理通信系統(tǒng)中各獨(dú)立硬件使其協(xié)調(diào)工作，并提供具體功能的程序及相關(guān)技術(shù)文檔資料，主要包括硬件設(shè)備運(yùn)行所需要的系統(tǒng)軟件、各種應(yīng)用程序和用戶文件等。通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)通常要求為:在給定任務(wù)時(shí)間h和置信度Y下，要求該系統(tǒng)可靠度置信下限RJtci)不小于可靠度規(guī)定值％。其中，任務(wù)時(shí)間h、置信度Y和可靠度規(guī)定值Rtl由用戶根據(jù)其需求提出。在系統(tǒng)硬件可靠性已經(jīng)充分考核的條件下，根據(jù)系統(tǒng)使用的任務(wù)剖面，重點(diǎn)考慮系統(tǒng)軟件可靠性，可以有效縮短系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)時(shí)間。由于系統(tǒng)可靠度置信下限不能表示為硬件可靠度置信下限和軟件可靠度置信下限的解析表達(dá)式，因此，需要在設(shè)計(jì)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案時(shí)，充分利用硬件分系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，首先結(jié)合系統(tǒng)的可靠性要求，取一個(gè)比系統(tǒng)可靠性要求更高的軟件可靠性要求，按照

圖1所示的流程設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件可靠性無(wú)故障統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案(由于通信系統(tǒng)軟件在進(jìn)行軟件測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)故障后均會(huì)按要求進(jìn)行有效歸零，因此，歸零后狀態(tài)下的軟件分系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)為無(wú)故障數(shù)據(jù))；然后，利用該方案下的軟件分系統(tǒng)無(wú)故障試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合硬件分系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于競(jìng)爭(zhēng)性失效模型，計(jì)算系統(tǒng)的可靠性置信下限，如果滿足系統(tǒng)可靠性要求，則該無(wú)故障統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案為可用備選方案，否則，該無(wú)故障統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案不可用，需要提高軟件可靠性要求，利用前述步驟，繼續(xù)設(shè)計(jì)方案，并評(píng)估其系統(tǒng)可靠性，直到達(dá)到系統(tǒng)可靠性要求，得到可用的備選方案；對(duì)于一個(gè)備選方案，如果認(rèn)為試驗(yàn)樣本量或試驗(yàn)時(shí)間過(guò)大，可以適當(dāng)降低軟件可靠性要求，進(jìn)一步設(shè)計(jì)試驗(yàn)次數(shù)更少的無(wú)故障統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案，不過(guò)降低的軟件可靠性要求一定要高于系統(tǒng)可靠性要求。在上述設(shè)計(jì)思想下，需要基于硬件分系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和軟件分系統(tǒng)可靠性無(wú)故障試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)可靠性評(píng)估，進(jìn)而利用該評(píng)估方法，結(jié)合軟件可靠性無(wú)故障統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案進(jìn)行系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。本發(fā)明所述的一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，其具體實(shí)施所涉及到的理論依據(jù)如下:①基于置信分布的系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法一個(gè)通信系統(tǒng)的失效可以是硬件分系統(tǒng)失效，也可以是軟件分系統(tǒng)失效，因此，可以把該系統(tǒng)看作是其硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)的一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)，如圖2所示。假定硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)壽命均服從指數(shù)分布，而相應(yīng)的失效率依次為入11和λ s，則系統(tǒng)失效率入可表示為λ = λ h+ λ s(I)由式(I)可知，只要得到硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)的失效率，則系統(tǒng)的失效率即可得到；進(jìn)一步，只要得到硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)的失效率分布，則使用蒙特卡洛模擬方法，即可得到系統(tǒng)的失效率分布，相應(yīng)的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)均可根據(jù)該系統(tǒng)失效率分布得到。設(shè)X1, X2,…，X1^來(lái)自指數(shù)分布
權(quán)利要求
1.一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:該方法具體步驟如下: 步驟一:首先根據(jù)通信系統(tǒng)硬件分系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算硬件分系統(tǒng)失效率的分布；如果硬件分系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)是完全數(shù)據(jù)，則采用下列式(13)、(14)計(jì)算
全文摘要
一種基于競(jìng)爭(zhēng)失效的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，它有八大步驟首先根據(jù)一定時(shí)間和條件下系統(tǒng)的可靠性要求R0，確定硬件可靠性高于系統(tǒng)可靠性要求，再給定一個(gè)高于R0的軟件可靠性要求R0S，利用貝澤—普拉特近似計(jì)算軟件可靠度置信下限，得到相應(yīng)的無(wú)故障統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案；然后結(jié)合硬件試驗(yàn)數(shù)據(jù)和軟件無(wú)故障試驗(yàn)時(shí)間計(jì)算給定任務(wù)時(shí)間t0下的系統(tǒng)可靠度置信下限將與系統(tǒng)可靠性要求進(jìn)行比較，判斷該方案是否可選方案，若不是可選方案則提高軟件可靠性要求繼續(xù)搜索；若是可選方案則從經(jīng)濟(jì)可行性和其他實(shí)際條件出發(fā)，選擇調(diào)整R0S繼續(xù)搜索或是確定為最終方案；通過(guò)開(kāi)展上述過(guò)程，可篩選出既經(jīng)濟(jì)可行，又符合工程實(shí)際的通信系統(tǒng)可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103218495SQ20131014330
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者楊軍, 秦晉, 趙宇 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)